本发明涉及空域管控领域，尤其涉及基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理方法及系统。
背景技术：
1、低空空域是国家重要的战略资源，也是通用航空活动的主要区域，随着人类活动空间逐渐由平面向立体发展，各种军民用活动用空需求激增、误击误撞风险加大。聚焦复杂低空环境，民用领域各类无人机、民航机、私人飞机、民用直升机，军用领域各类炮弹、火箭弹、导弹、巡飞弹、无人机、直升机、运输机、战斗机高密度分布其中，航空器飞行航线、导弹包线交叉重叠，空中环境异常复杂。对复杂低空环境的空域管控能力提出严峻挑战，需要对各类军民用空装备进行高效的空域管控。通过高效的空域信息汇集与快速处理，支撑空域态势、筹划、保障等各类信息在各个空域管控节点间按需、高效流转是当前低空空域管控的瓶颈技术之一。其难点主要体现在：
2、一是低空空域用空对象多、用空密度高，涉及各类军民用飞行器和军用导弹、炮弹等，侦察监测到的空域信息来源广、信息结构复杂多样；
3、二是各类空域管控节点需要高效协同，且要能够与跨域节点或空域管控机构及时协调，使得空域信息融合处理的难度高，信息汇集通路多，要支撑快速、灵活的跨域信息交互；
4、三是受天气等多种因素影响，加之用空行动的灵活性和高时效性，空域使用需求和飞行状态通常处于动态变化之中，使得对空域信息汇集、处理的时效性要求极高；
5、四是受复杂地势、遮挡等影响，通信网络可能呈现窄带、弱连接、时断时续的复杂情况，因此传输的可靠性和稳定性比较差；
6、五是单个空域管控节点计算、存储等资源有限，依托单节点算力难以满足空域信息融合处理等信息资源要求和时效要求。
7、因此，亟待解决上述问题。
技术实现思路
1、发明目的：本发明的第一目的是提供基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理方法，能够高效汇集空情信息、北斗定位和气象等多源异构信息，依托区域服务中心组建的“云”服务节点高效处理并融合后，对空域管控节点、各类空域监视节点和用空装备等各类“边”、“端”节点进行按需精准保障，不同空域管控域之间，能够构建自主协同关系，支撑信息高效共享交互，大幅提升低空空域信息全面性、保障时效性和目标精准性。
2、本发明的第二目的是提供基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理系统，能够高效汇集空情信息、北斗定位和气象等多源异构信息，依托区域服务中心组建的“云”服务节点高效处理并融合后，对空域管控节点、各类空域监视节点和用空装备等各类“边”、“端”节点进行按需精准保障，不同空域管控域之间，能够构建自主协同关系，支撑信息高效共享交互，大幅提升低空空域信息全面性、保障时效性和目标精准性。
3、技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理方法，包括以下步骤：
4、（1）识别低空空域管控环境内的各类空域管控节点，生成能力包，该能力包以设定任务为输入，生成以协同关系为基础的数据集合，并基于能力包构建协同关系；
5、（2）“边”节点将多源异构、分布式的空域信息汇集至“云”中心；
6、（3）依托“云”节点集群化的计算、存储资源及模型资源，开展空情融合、辅助决策和仿真评估各类计算密集型空域管控分析任务，提取空域管控信息产品；
7、（4）在区域服务中心，将各类空域管控信息产品关键属性进行抽取，使用知识图谱方法实现关联关系构建；
8、（5）空域管控节点中各类“边”节点按需按权从“云”获取空域管控信息产品，并推送对应的空域管控信息产品。
9、其中，步骤（1）具体包含以下步骤：按照划定的空域管控低空地域，依托区域服务中心，按照地域搜索周边空域管控节点、各类空域监视节点和用空装备，生成能力包，通过能力包开通，建立云边协同关系；能力包是以任务为输入，构建形成的以协同关系为基础的数据集合，包含能力节点基础信息、各节点服务能力列表、各节点间信息交互关系、各节点用户和权限信息；基于能力包的云边协同关系构建包括能力包生成、能力包分发、能力包远程一键开设和开设过程监控过程，以及基于能力包增量开通的协同关系调整辅助过程。
10、优选的，步骤（2）具体包含以下步骤：按照云边协同关系，“边”节点将空情信息、北斗定位和气象空域信息汇集至区域服务中心，在区域服务中心构建统一的数据资源池，进行统一池化管理；针对复杂恶劣通信网络条件，提供各节点间分层汇集以及对等融合汇集能力，支持在恶劣通信条件下各节点数据的分级汇集；根据当前任务情况和网络状态，选择最优的数据汇集路径及汇集方式，按数据优先级调整汇集内容和汇集频率；根据能力包生成后的协同关系，结合当前传输通信条件，生成汇集关系；空域管控节点中“边”节点向“云”节点逐级汇集，多个“云”节点间按照对等关系形成网状汇集结构，当某个“云”节点之间的数据发生变化时，捕捉到数据变化将变化的数据发送到其它关联的平级“云”节点；不同域的“云”节点根据跨域协同需求进行跨域汇集，且可以向上级“固定云”进行统一汇集，“固定云”即为地面空域管控基站。
11、再者，步骤（3）具体包含以下步骤：空域管控节点中“边”节点通过委托式计算的方式，将计算资源密集型和模型依赖性分析处理业务上“云”处理；区域服务中心基于多元异构空域信息、空域辅助决策和空域仿真评估处理模型，依托集群化的计算和存储资源环境，开展多样化的空域管控分析业务，生成多样化的空域信息产品；多元异构空域信息包括北斗信息、雷达信息、用空行动信息和环境信息，通过融合处理后，形成多样化的空域态势产品；空域辅助决策包括航线辅助规划和空管规则优化，对用空行动和航路航线进行仿真推演与冲突消解；空域仿真评估包括实施前对用空安全性和用空效率进行分析评估，实施中进行用空冲突预测，实施后对管控过程进行复演评估。
12、进一步，步骤（4）具体包含以下步骤：在区域服务中心，将各类空域管控信息产品关键属性进行抽取，使用知识图谱方法来实现关联关系构建，首先将从各类空域管控信息产品关键属性中抽取出来的实体和属性进一步处理，利用三元组化、融合、建边和择优的手段构建出实体和属性的相互关系，提供从“关系”的角度去分析数据的能力；图谱的实体和关系数据，为数据间的关联关系发现与分析运用提供支撑。
13、优选的，步骤（5）中具体包含以下步骤：空域管控节点中各类“边”节点按需按权从“云”获取空域管控信息产品；通过信息智能搜索技术，支撑用户按照空域管控信息产品的关键属性对信息进行智能化地分类，对结构化和非结构化信息的快速处理，生成面向用户、任务的空域管控信息索取需求，支撑空域管控信息的进行推送；基于数据仓库和知识图谱，构建分布式搜索引擎，实现各类空域管控信息产品信息索引，汇聚搜索信息，针对不同用户的需求提供对应的空域管控信息产品。
14、本发明一种基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理系统，包括：
15、构建协同关系模块，用于识别低空空域管控环境内的各类空域管控节点，生成能力包，该能力包以设定任务为输入，生成以协同关系为基础的数据集合，并基于能力包构建协同关系；
16、汇集空域信息模块，用于“边”节点将多源异构、分布式的空域信息汇集至“云”中心；
17、提取空域管控信息产品模块，用于依托“云”节点集群化的计算、存储资源及模型资源，开展空情融合、辅助决策和仿真评估各类计算密集型空域管控分析任务，提取空域管控信息产品；
18、产品属性抽取模块，用于在区域服务中心，将各类空域管控信息产品关键属性进行抽取，使用知识图谱方法实现关联关系构建；
19、推送空域管控信息产品模块，用于空域管控节点中各类“边”节点按需按权从“云”获取空域管控信息产品，并推送对应的空域管控信息产品。
20、其中，构建协同关系模块中按照划定的空域管控低空地域，依托区域服务中心，按照地域搜索周边空域管控节点、各类空域监视节点和用空装备，生成能力包，通过能力包开通，建立云边协同关系；能力包是以任务为输入，构建形成的以协同关系为基础的数据集合，包含能力节点基础信息、各节点服务能力列表、各节点间信息交互关系、各节点用户和权限信息；基于能力包的云边协同关系构建包括能力包生成、能力包分发、能力包远程一键开设和开设过程监控过程，以及基于能力包增量开通的协同关系调整辅助过程。
21、优选的，汇集空域信息模块中按照云边协同关系，“边”节点将空情信息、北斗定位和气象空域信息汇集至区域服务中心，在区域服务中心构建统一的数据资源池，进行统一池化管理；针对复杂恶劣通信网络条件，提供各节点间分层汇集以及对等融合汇集能力，支持在恶劣通信条件下各节点数据的分级汇集；根据当前任务情况和网络状态，选择最优的数据汇集路径及汇集方式，按数据优先级调整汇集内容和汇集频率；根据能力包生成后的协同关系，结合当前传输通信条件，生成汇集关系；空域管控节点中“边”节点向“云”节点逐级汇集，多个“云”节点间按照对等关系形成网状汇集结构，当某个“云”节点之间的数据发生变化时，捕捉到数据变化将变化的数据发送到其它关联的平级“云”节点；不同域的“云”节点根据跨域协同需求进行跨域汇集，且可以向上级“固定云”进行统一汇集，“固定云”即为地面空域管控基站；
22、提取空域管控信息产品模块中空域管控节点中“边”节点通过委托式计算的方式，将计算资源密集型和模型依赖性分析处理业务上“云”处理；区域服务中心基于多元异构空域信息、空域辅助决策和空域仿真评估处理模型，依托集群化的计算和存储资源环境，开展多样化的空域管控分析业务，生成多样化的空域信息产品；多元异构空域信息包括北斗信息、雷达信息、用空行动信息和环境信息，通过融合处理后，形成多样化的空域态势产品；空域辅助决策包括航线辅助规划和空管规则优化，对用空行动和航路航线进行仿真推演与冲突消解；空域仿真评估包括实施前对用空安全性和用空效率进行分析评估，实施中进行用空冲突预测，实施后对管控过程进行复演评估；
23、再者，产品属性抽取模块中在区域服务中心，将各类空域管控信息产品关键属性进行抽取，使用知识图谱方法来实现关联关系构建，首先将从各类空域管控信息产品关键属性中抽取出来的实体和属性进一步处理，利用三元组化、融合、建边和择优的手段构建出实体和属性的相互关系，提供从“关系”的角度去分析数据的能力；图谱的实体和关系数据，为数据间的关联关系发现与分析运用提供支撑；
24、推送空域管控信息产品模块中空域管控节点中各类“边”节点按需按权从“云”获取空域管控信息产品；通过信息智能搜索技术，支撑用户按照空域管控信息产品的关键属性对信息进行智能化地分类，对结构化和非结构化信息的快速处理，生成面向用户、任务的空域管控信息索取需求，支撑空域管控信息的进行推送；基于数据仓库和知识图谱，构建分布式搜索引擎，实现各类空域管控信息产品信息索引，汇聚搜索信息，针对不同用户的需求提供对应的空域管控信息产品。
25、有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明能够高效汇集空情信息、北斗定位和气象等多源异构信息，依托区域服务中心组建的“云”服务节点高效处理并融合后，对空域管控节点、各类空域监视节点和用空装备等各类“边”、“端”节点进行按需精准保障，不同空域管控域之间，能够构建自主协同关系，支撑信息高效共享交互，大幅提升低空空域信息全面性、保障时效性和目标精准性；本发明针对低空空域信息来源广、信息交互关系复杂、跨域协同难等问题，构建云边协同关系，依托区域服务中心构建形成“云”服务节点，空域管控节点、各类空域监视节点和用空装备形成“边”节点，搭建云边协同架构，支持各类分布式的空域信息从“边”向“云”高效汇集；本发明通过任务驱动的能力包自主构建生成，实现协同关系的自主构建和按需调整；为节省通信网络资源开支，通过优先级传输管控等传输优化方法进行优化，提高窄带传输效率，保障高价值信息的优先可靠传输；本发明针对空域信息结构多样、处理时效性要求高等难题，依托“云”节点的海量计算、存储资源支撑和空域信息融合、空域辅助决策、空域仿真评估等大模型处理支撑能力，形成多样化的空域信息产品；本发明将各类空域管控信息产品关键属性进行抽取，使用知识图谱技术来实现关联关系构建；通过需求自主匹配方法由“云”向各类“边”节点按需精准推送；多个跨域的“云”环境之间自主构建协同关系，进行跨域交互；本发明提出构建云边协同架构，支撑解决复杂低空环境下的分布式、多源异构的空域信息难汇集、时效性和准确性难保障等体系性难题，支持面向任务和信息交互关系自主构建和灵活调整云边协同关系，通过传输优化，大幅提升复杂通信网络条件下的传输效率和可靠性，支持通过云节点对空域信息融合处理、按需精准分发推送，支持通过云节点跨域协同交互空域信息和空域信息产品。
1.一种基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理方法，其特征在于，所述步骤（1）具体包含以下步骤：按照划定的空域管控低空地域，依托区域服务中心，按照地域搜索周边空域管控节点、各类空域监视节点和用空装备，生成能力包，通过能力包开通，建立云边协同关系；能力包是以任务为输入，构建形成的以协同关系为基础的数据集合，包含能力节点基础信息、各节点服务能力列表、各节点间信息交互关系、各节点用户和权限信息；基于能力包的云边协同关系构建包括能力包生成、能力包分发、能力包远程一键开设和开设过程监控过程，以及基于能力包增量开通的协同关系调整辅助过程。
3.根据权利要求1所述的基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理方法，其特征在于，所述步骤（2）具体包含以下步骤：按照云边协同关系，“边”节点将空情信息、北斗定位和气象空域信息汇集至区域服务中心，在区域服务中心构建统一的数据资源池，进行统一池化管理；针对复杂恶劣通信网络条件，提供各节点间分层汇集以及对等融合汇集能力，支持在恶劣通信条件下各节点数据的分级汇集；根据当前任务情况和网络状态，选择最优的数据汇集路径及汇集方式，按数据优先级调整汇集内容和汇集频率；根据能力包生成后的协同关系，结合当前传输通信条件，生成汇集关系；空域管控节点中“边”节点向“云”节点逐级汇集，多个“云”节点间按照对等关系形成网状汇集结构，当某个“云”节点之间的数据发生变化时，捕捉到数据变化将变化的数据发送到其它关联的平级“云”节点；不同域的“云”节点根据跨域协同需求进行跨域汇集，且可以向上级“固定云”进行统一汇集，“固定云”即为地面空域管控基站。
4.根据权利要求1所述的基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理方法，其特征在于，所述步骤（3）具体包含以下步骤：空域管控节点中“边”节点通过委托式计算的方式，将计算资源密集型和模型依赖性分析处理业务上“云”处理；区域服务中心基于多元异构空域信息、空域辅助决策和空域仿真评估处理模型，依托集群化的计算和存储资源环境，开展多样化的空域管控分析业务，生成多样化的空域信息产品；多元异构空域信息包括北斗信息、雷达信息、用空行动信息和环境信息，通过融合处理后，形成多样化的空域态势产品；空域辅助决策包括航线辅助规划和空管规则优化，对用空行动和航路航线进行仿真推演与冲突消解；空域仿真评估包括实施前对用空安全性和用空效率进行分析评估，实施中进行用空冲突预测，实施后对管控过程进行复演评估。
5.根据权利要求1所述的基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理方法，其特征在于，所述步骤（4）具体包含以下步骤：在区域服务中心，将各类空域管控信息产品关键属性进行抽取，使用知识图谱方法来实现关联关系构建，首先将从各类空域管控信息产品关键属性中抽取出来的实体和属性进一步处理，利用三元组化、融合、建边和择优的手段构建出实体和属性的相互关系，提供从“关系”的角度去分析数据的能力；图谱的实体和关系数据，为数据间的关联关系发现与分析运用提供支撑。
6.根据权利要求5所述的基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理方法，其特征在于，所述步骤（5）中具体包含以下步骤：空域管控节点中各类“边”节点按需按权从“云”获取空域管控信息产品；通过信息智能搜索技术，支撑用户按照空域管控信息产品的关键属性对信息进行智能化地分类，对结构化和非结构化信息的快速处理，生成面向用户、任务的空域管控信息索取需求，支撑空域管控信息的进行推送；基于数据仓库和知识图谱，构建分布式搜索引擎，实现各类空域管控信息产品信息索引，汇聚搜索信息，针对不同用户的需求提供对应的空域管控信息产品。
7.一种基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理系统，其特征在于，所述构建协同关系模块中按照划定的空域管控低空地域，依托区域服务中心，按照地域搜索周边空域管控节点、各类空域监视节点和用空装备，生成能力包，通过能力包开通，建立云边协同关系；能力包是以任务为输入，构建形成的以协同关系为基础的数据集合，包含能力节点基础信息、各节点服务能力列表、各节点间信息交互关系、各节点用户和权限信息；基于能力包的云边协同关系构建包括能力包生成、能力包分发、能力包远程一键开设和开设过程监控过程，以及基于能力包增量开通的协同关系调整辅助过程。
9.根据权利要求8所述的基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理系统，其特征在于，所述汇集空域信息模块中按照云边协同关系，“边”节点将空情信息、北斗定位和气象空域信息汇集至区域服务中心，在区域服务中心构建统一的数据资源池，进行统一池化管理；针对复杂恶劣通信网络条件，提供各节点间分层汇集以及对等融合汇集能力，支持在恶劣通信条件下各节点数据的分级汇集；根据当前任务情况和网络状态，选择最优的数据汇集路径及汇集方式，按数据优先级调整汇集内容和汇集频率；根据能力包生成后的协同关系，结合当前传输通信条件，生成汇集关系；空域管控节点中“边”节点向“云”节点逐级汇集，多个“云”节点间按照对等关系形成网状汇集结构，当某个“云”节点之间的数据发生变化时，捕捉到数据变化将变化的数据发送到其它关联的平级“云”节点；不同域的“云”节点根据跨域协同需求进行跨域汇集，且可以向上级“固定云”进行统一汇集，“固定云”即为地面空域管控基站；
10.根据权利要求9所述的基于云边协同架构的低空空域信息汇集处理系统，其特征在于，所述产品属性抽取模块中在区域服务中心，将各类空域管控信息产品关键属性进行抽取，使用知识图谱方法来实现关联关系构建，首先将从各类空域管控信息产品关键属性中抽取出来的实体和属性进一步处理，利用三元组化、融合、建边和择优的手段构建出实体和属性的相互关系，提供从“关系”的角度去分析数据的能力；图谱的实体和关系数据，为数据间的关联关系发现与分析运用提供支撑；
